The object of research, development or design (in Russian) : В робототехнике серьезной проблемой является соотношение полезной нагрузки робота к массе. Большинство роботов из-за своей тяжелой конструкции могут поднимать лишь небольшую долю от своего веса. В этом проекте мы предлагаем легкий манипулятор на основе тенсегрити-структуры с высокой грузоподъемностью, который может быть адаптирован для исследования космоса, спасательных операций, авиастроения и строительства, помимо использования только в промышленности. Этот робот также будет иметь низкое энергопотребление. Конструкция, состоящая всего из двух типов элементов, стержней и струн, будет проста в изготовлении и будет иметь низкий углеродный выброс.

The object of research, development or design (in Kazakh) : Робототехника индустриясында маңызды мәселе - роботтың пайдалы жүктемесінің салмағына қатынасы. Роботтардың көпшілігі ауыр құрылымының арқасында өз салмағының аз ғана бөлігін көтере алады. Бұл жобада біз өнеркәсіпте жұмыс істеуден басқа ғарышты зерттеуге, құтқару жұмыстарына, авиациялық өндіріске және құрылысқа бейімделуге болатын жеңіл салмақты құрылымға негізделген манипуляторды ұсынамыз. Бұл робот сонымен қатар аз қуат тұтынатын болады. Тек екі типті элементтерден (жіп пен таяқтан) тұратын құрылымды өндіру оңай және көміртегі ізі аз болады.

Aim of work (in Russian) : Целью исследования является разработка и проектирование робота с конструкцией тенсегрити с высокой грузоподъемностью и решение кинематических / кинетических задач для эффективного управления робота.

Aim of work (in Kazakh) : Зерттеудің мақсаты – жоғары жүк көтергіштігі бар кернеулік құрылымы бар роботты әзірлеу және жобалау және роботты тиімді басқару үшін кинематикалық/кинетикалық мәселелерді шешу.

Методы исследования (на русском) : Метод исследования включает проектирование и разработку прототипа тенсегрити-робота с кабельным приводом, его 3D моделирование и сборку. Применяются современные технологии ЧПУ для изготовления металлических компонентов, которые будут протестированы на прочность и функциональность. Кинематические и кинетические модели робота разрабатываются и валидируются в среде Matlab, что позволит контролировать движение и манипуляции. Важным аспектом является сотрудничество с Токайским университетом для оптимизации моделей. Финальная стадия включает экспериментальную демонстрацию грузоподъемности робота, превышающей его собственный вес, с использованием данных для анализа эффективности конструкции.

Методы исследования (на казахском) : Зерттеу әдісі кабельмен басқарылатын кернеулі робот прототипін жобалау мен әзірлеуді, оны 3D модельдеу мен құрастыруды қамтиды. Ең заманауи CNC технологиясы беріктігі мен функционалдығы тексерілетін металл компоненттерін өндіру үшін қолданылады. Роботтың кинематикалық және кинетикалық үлгілері қозғалыс пен манипуляцияны басқаруға мүмкіндік беретін Matlab ортасында әзірленген және расталған. Маңызды аспект - модельдерді оңтайландыру үшін Токай университетімен ынтымақтастық. Соңғы кезең жобаның тиімділігін талдау үшін деректерді пайдалану арқылы роботтың өз салмағынан жоғары көтеру қабілетін эксперименталды түрде көрсетуді қамтиды.

Obtained results and novelty (in Russian) : В результате исследования был успешно спроектирован и собран прототип тенсегрити-робота с кабельным приводом, способный к контролируемым движениям и маневренности. 3D моделирование и симуляции подтвердили правильность проектных решений, обеспечив минимизацию трения и предотвращение схода кабеля с рельсов. Изготовленные на ЧПУ металлические компоненты показали высокую прочность при тестах на натяжение и сжатие. Разработанные кинематические и кинетические модели были верифицированы с помощью Matlab, что позволило точно управлять движениями робота. В ходе финальной демонстрации робот успешно манипулировал нагрузкой, превышающей его собственный вес, что подтвердило его грузоподъемные возможности и устойчивость конструкции.

Obtained results and novelty (in Kazakh) : Зерттеу нәтижесінде бақыланатын қозғалыстар мен маневрлік қабілеті бар кабельмен басқарылатын кернеулі роботтың прототипі сәтті жобаланып, құрастырылды. 3D модельдеу және модельдеу үйкелісті азайту және кабельдің рельстен шығуын болдырмау үшін жобалық шешімдерді растады. CNC-мен өңделген металл компоненттері созылу және қысу сынақтарында жоғары беріктік көрсетті. Әзірленген кинематикалық және кинетикалық модельдер Matlab көмегімен тексерілді, бұл роботтың қозғалысын дәл басқаруға мүмкіндік берді. Қорытынды демонстрация кезінде робот өз салмағынан асатын жүкті сәтті жеңіп, оның көтеру қабілеті мен құрылымдық тұрақтылығын растады.

The main constructive and technical economic indicators (in Russian) : Основные конструктивные и технико-экономические показатели тенсегрити-робота включают радиус досягаемости не менее 2 метров и ориентировочную массу, которая будет уточнена по результатам тестов. Основные компоненты выполнены из алюминия, что обеспечивает высокую прочность при малом весе, а кабельный механизм минимизирует трение и предотвращает сход с рельсов. Робот способен манипулировать нагрузкой, превышающей его собственный вес на 20-30%, при этом управление обеспечивается за счет точных моделей прямой и обратной кинематики. Ориентировочная стоимость производства одного прототипа, включая материалы и трудозатраты на изготовление алюминиевых деталей с использованием ЧПУ, будет уточнена, как и энергопотребление. Экономическая эффективность проекта ожидается за счет снижения трудозатрат и использования доступных материалов, с возможной окупаемостью в течение нескольких лет при массовом производстве. Модульная конструкция обеспечивает высокую ремонтопригодность, что снижает эксплуатационные расходы в долгосрочной перспективе.

The main constructive and technical economic indicators (in Kazakh) : Кернеу роботының негізгі конструкциясы мен техникалық-экономикалық көрсеткіштеріне кемінде 2 метр жету радиусы және сынақ нәтижелері бойынша нақтыланатын шамамен массасы кіреді. Негізгі компоненттер алюминийден жасалған, ол аз салмақпен жоғары беріктік береді, ал кабель механизмі үйкелісті азайтады және рельстен шығуды болдырмайды. Робот өз салмағынан 20-30% асатын жүктемені басқаруға қабілетті, ал басқару тура және кері кинематиканың нақты үлгілері арқылы қамтамасыз етіледі. Алюминий бөлшектерін CNC өндіруге арналған материалдар мен жұмыс күшін қоса алғанда, бір прототипті шығарудың болжамды құны, сондай-ақ энергия шығыны анықталады. Жобаның экономикалық тиімділігі еңбек шығындарын азайту және қолда бар материалдарды пайдалану есебінен күтілуде, жаппай өндіріс жағдайында бірнеше жыл ішінде өтелуі мүмкін. Модульдік дизайн ұзақ мерзімді перспективада операциялық шығындарды азайтатын жоғары техникалық қызмет көрсетуді қамтамасыз етеді.

Level of implementation (in Russian) : нет

Level of implementation (in Kazakh) : жоқ

Efficiency (in Russian) : Эффективность тенсегрити-робота достигается за счет сочетания легкости конструкции, прочных материалов и точных моделей управления движениями. Применение алюминия позволяет снизить массу робота, не жертвуя прочностью, что делает его более маневренным и энергоэффективным. Использование кабельного привода с минимизацией трения повышает надежность и долговечность механизма, снижая потребность в обслуживании. Высокая грузоподъемность робота, превышающая его собственный вес, подтверждает его функциональные возможности при решении сложных задач. Экономическая эффективность выражается в снижении затрат на производство и эксплуатацию благодаря модульной конструкции, что обеспечивает легкость ремонта и замены компонентов, а также перспективу окупаемости проекта при масштабировании производства.

Efficiency (in Kazakh) : Кернеу роботының тиімділігі жеңіл дизайн, ұзаққа созылатын материалдар және қозғалысты басқарудың дәл үлгілерінің үйлесімі арқылы қол жеткізіледі. Алюминийді пайдалану роботқа күшін жоғалтпай салмағын азайтуға мүмкіндік береді, бұл оны маневрлі және энергияны тиімді етеді. Үйкеліс күші аз кабельдік жетекті пайдалану механизмнің сенімділігі мен ұзақ мерзімділігін арттырады, техникалық қызмет көрсету қажеттілігін азайтады. Роботтың өз салмағынан асатын жоғары көтеру қабілеті оның күрделі мәселелерді шешудегі функционалдығын растайды. Экономикалық тиімділік құрамдас бөліктерді жөндеу мен ауыстырудың қарапайымдылығын қамтамасыз ететін модульдік дизайнның арқасында өндіріс пен пайдалану шығындарының төмендеуімен, сондай-ақ өндірісті кеңейту кезінде жобаның өтелу перспективасымен көрінеді.

Field of application (in Russian) : Тенсегрити-робот имеет широкий спектр областей применения благодаря своей легкости, маневренности и высокой грузоподъемности. Он может быть использован в медицинских и реабилитационных центрах для пациентов с ограниченными возможностями, выполняя задачи, требующие точного контроля движений и безопасного взаимодействия с окружающей средой. В промышленности робот может применяться для манипуляций с тяжелыми или хрупкими объектами, а также для работы в условиях, где необходимо минимизировать трение и износ механизмов. Благодаря своей прочной и устойчивой конструкции, робот может использоваться в строительстве для перемещения и монтажа компонентов на строительных площадках. Также его можно адаптировать для исследовательских и спасательных миссий, особенно в труднодоступных или опасных для человека условиях.

Field of application (in Kazakh) : Tensegrity роботы оның жеңілдігі, маневрлігі және жоғары жүк көтергіштігі арқасында қолданудың кең ауқымына ие. Оны қозғалыстарды дәл бақылауды және қоршаған ортамен қауіпсіз өзара әрекеттесуді талап ететін тапсырмаларды орындай отырып, мүгедек пациенттерге арналған медициналық және оңалту орталықтарында қолдануға болады. Өнеркәсіпте роботты ауыр немесе нәзік заттарды өңдеу үшін, сондай-ақ үйкеліс пен механизмдердің тозуын азайту қажет жағдайларда жұмыс істеу үшін пайдалануға болады. Өзінің берік және тұрақты дизайнының арқасында роботты құрылыс алаңдарында құрамдас бөліктерді жылжыту және орнату үшін құрылыста пайдалануға болады. Ол сондай-ақ зерттеу және құтқару миссиялары үшін, әсіресе жету қиын немесе қауіпті ортада бейімделуі мүмкін.